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  • 大型煙火制品壓藥生產線自動控制系統應用案例


    一、系統概述


    自動控制系統是為齊齊哈爾建華機械廠大型煙火制品壓藥生產線而設計的,系統包含兩個自動控制部分,即火藥自動稱量部分和半自動壓藥部分。自動稱量部分:分別自動完成基本藥、過渡藥、點火藥的稱量,并將稱量好的藥劑自動輸送至裝藥處。半自動壓藥部分:自動完成殼體合模、壓藥、退料、出料及模具的的傳送,人工完成裝藥和裝塑料墊操作。兩部分可獨立成線單獨工作,也可連成一個生產線生產。為調試、調整、檢修方便,設置單機循環和全線油缸的手動。

    系統在設計和施工過程中,將嚴格遵守本公司9001質量體系文件的要求,確保系統的質量。本系統是根據《大型煙火制品壓藥生產線設計任務書》的要求而設計,符合兵器行業《火藥、炸藥、彈藥、引信及火工制品工廠設計安全規范》、《WJ2404-97彈藥裝藥裝配生產安全要求》、《WJ1911-90煙火藥生產放靜電安全規程》等國家相關的勞動安全標準、規程要求。系統所選用的電氣設備符合中華人民共和國國家標準《爆炸環境用防爆電氣設備通用要求》中的有關規定。


    二、系統架構


    控制系統架構如下圖所示:



    控制系統使用三菱的A系列PLC作為主控制器。盡管使用PLC首次投入要大些,但從全面及長遠看,使用PLC還是經濟的。這是因為:使用PLC的投資雖大,但它體積小所占空間小、輔助設施的投入少、使用時省電,運行費用少;工作可靠,停工損失少;維修簡單,維修費用少。PLC具有功能豐富、使用方便、工作可靠及經濟合算的特點,其抗干擾能力強,是現代工業自動控制的專用計算機。

    在控制臺上設一工業控制計算機,用于人機界面,實現人與PLC的交互。操作人員通過這臺計算機對PLC發布指令并對控制過程進行監控,實現操作人員控制生產線和修改控制參數的目標。操作人員可以通過計算機實時監控設備運行狀態、運行參數和故障指示等,所有界面為圖形界面,操作簡單明了??刂葡到y軟件采用力控科技的ForceControl。

    另外,在每個防爆間各設一臺電視攝像機,在控制室即可監控兩防爆間關鍵工位的工作情況。還需要配備一對對講機,用于設備調試、維護時的通訊聯絡。


    三、功能特點


    1、 完整的分布式體系結構。早在70年代中期網絡技術不發達的時候,DCS已經是分布式的體系結構了,力控的體系結構正是采用了DCS的設計思想,才具備了可自由伸縮的體系結構??梢哉f在分布式網絡應用中,沒有力控解決不了的問題。這主要原因就是力控最初的設計結構就是分布式的,在網絡技術高度發達的今天,這種結構顯示出很大的優越性。這與為了滿足網絡功能而打補丁的軟件性能差別是非常大的。

    2、 良好的實時性能。實時性是衡量組態軟件性能的最重要指標,除了操作系統的實時性對組態軟件實時性的限制外,最能夠體現組態軟件實時性的就是分布式實時數據庫了,眾所周知Windows操作系統本身就是一個圖形操作系統,其圖形處理能力較強,而組態軟件最終要完成的主要工作又是人機界面,因此很多用戶甚至誤以為人機界面是組態軟件的核心,其實不然。實時數據處理乃是組態軟件的核心內容,而人機界面只是其中一個組成部分。歷史/實時報警的處理,歷史/時實趨勢數據的檢索處理,數據的輸入處理與計算只有在分布式實時數據庫中才能得到較好的處理,實時數據庫的性能和可靠性直接關系到組態軟件的可靠性。 力控采用DCS思想設計的實時數據庫是力控的核心組件,可單獨使用,也可與其它組件分布式使用,以實時數據庫為核心可以構筑任何復雜的應用。

    3、 支持豐富的圖形模板、數組變量和間接變量。用戶大大地減少了重復畫面數量和編程的工作量,運用間接變量或者畫形模板,相似的畫面只需要一幅,便可以適用于所有的點。使用數組變量和For/While循環,可以減輕腳本語言編程工作量,使編程更容易、更靈活。

    4、 實時數據庫根據工業裝置的工藝特點,劃分為若干區域。具備完備的數據庫分區功能,每個區域又劃分為若干的單元,可以對應實際的生產車間和工段,極大地方便了數據的管理,在總貌畫面中可以按區域和單元瀏覽數據。在報警畫面中,可以按區域顯示報警。這使您開發應用的功能更強大,更能滿足工業生產控制的需要。管理起來實時數據也更加簡便。

    5、 具備標準ODBC組件實現數據轉儲功能。采用標準ODBC及SQL技術,根據力控的體系結構,開發了功能完備的關系數據庫的SQL接口函數。既簡單又實用,可以利用這些SQL函數,創建關系數據庫的表,向表中插入數據,更新數據,查詢并顯示數據。從而滿足了管控一體化工程項目的需求。

    6、 具備功能強大的內嵌式報表精靈。具備功能強大的內嵌式報表精靈,可以生成、組態任意格式的二維報表。報表中的項可以是實時量、歷史數據,也可以是最大值、最小值、平均、累積等統計量,還可以是腳本運算的表達式。從而滿足用戶生成實時報表統計數據報表、計算報表的需求。另外,力控的歷史報表圖形對象,可以方便地創建各個時段的歷史數據報表。

    7、 特有的壓縮包備份功能。可以將用戶組態的數據信息壓縮到一個包內,壓縮率很高,便于用戶備份保存。避免因意外情況造成的組態數據丟失。當組態的應用丟失時,只需用備份的壓縮包進行簡單的恢復。力控的Setup生成功能,可以將用戶組態的應用信息和ForceControl的運行環境壓縮到幾個文件中,形成Setup盤。當工程交接時,可以將這樣一張光盤交到場用戶手中,當機器發生嚴重故障使控制應用受到破壞時,用戶可以用這張Setup盤進行安裝,一次性恢復完整的力控控制系統。確保了系統的安全,大大地減少了您的維護工作量。

    8、 歷史數據實現了壓縮的連續存儲。該功能既減少了存儲的數據量,又保證了存儲歷史數據的精確性。使您可以查詢到任意時刻的精確的歷史數據。使保存的歷史趨勢曲線不失真。而保存歷史數據的時間長度和精度可以由您確定。為了便于事故追憶,力控除了進行詳實的歷史數據存儲外,還進行了事件記錄。記錄了系統啟停,系統狀態的變化,操作人員的操作動作(如設置參數變量)等重要事件。當發生事故時,可以此做為分析事故原因的依據。為減少事故、吸取事故教訓提供了第一手材料。

    9、 提供完備的外部擴展接口。可以通過ActiveX、DLL、DDE等方式與力控進行數據通訊。使力控即具有結構的優越性,也具備細節完備性。力控還可以在畫面中插入別人開發的標準ActiveX控件。并在腳本中引用它的屬性,調用它的方法。使力控在擴展能力方面顯示出強大的優越性。  

    10、 提供大量的子圖和子圖精靈。特別是使用子圖精靈時,用戶可以通過屬性頁窗口隨意修改子圖精靈的刻度數,刻度值范圍、形狀特征等特性,從而滿足不同用戶對于子圖的不同需求。其技術含量已經達到了國際先進水準。

    11、 控制策略生成器。新一代控制策略自動化軟件,符合IEC1131-3標準,為您提供功能強大,易于使用、圖形化的設計工具,讓您快速開發控制邏輯程序,減少您的開發時間,并提供仿真調試功能,大大提高了您的效率,可增強您開發控制邏輯的可靠性。

    12、 報警功能。除標準的低報、高報、低低報、高高報、PV變化率報警、偏差報警外,還有可選的延時報警功能,使因噪聲、干擾產生報警被過濾掉,發生的報警都是生產中的真正報警。提高了報警的準確性,保證了報警的及時性。

    13、 多人協作開發。可以將幾個人開發的幾個應用的畫面、數據庫合并到當前工程中,使一個應用幾個人同時做成為可能。從而提高了用戶的開發效率,縮短了用戶的開發時間。

    采用事件驅動機制。具備數據改變動作腳本、鍵動作腳本、條件動作腳本功能,用戶可以在指定數據改變、特定的鍵被按下或釋放時,指定的條件滿足時執行一段腳本。讓用戶能更加靈活地設計控制策略,實現復雜的控制功能。


    四、應用總結


    力控ForceControl在大型煙火制品壓藥生產線自動控制系統的實施中,其采集和轉發協議都符合中華人民共和國國家標準《爆炸環境用防爆電氣設備通用要求》的有關規定,通過此協議實現與中心站實時歷史數據的傳輸。經過現場的實際運行,整個系統穩定可靠,很好地滿足了用戶生產工藝的要求,達到了對整個生產過程在線監測、控制的要求。



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